电子扬声器设备的无源热控制系统和关联电子扬声器设备技术方案

本公开涉及电子扬声器设备的无源热控制系统和关联电子扬声器设备。本文档描述了一种可以集成到电子扬声器设备中的无源热控制系统和关联电子扬声器设备。该无源热控制系统使用将散热器和热界面材料结合在一起的架构，以将热量从电子扬声器设备的发热电子设备传递到该电子扬声器设备的壳体部件。该壳体部件散发热量，以防止热失控状态。

【技术实现步骤摘要】
电子扬声器设备的无源热控制系统和关联电子扬声器设备
本公开涉及电子扬声器设备的无源热控制系统和关联电子扬声器设备。
技术介绍
电子扬声器设备已经发展为执行各种功能。这样的功能可以与对虚拟助手说出的语音命令有关，虚拟助手可以集成到电子扬声器设备中以检索信息、管理家庭自动化系统、播放媒体等。当电子扬声器设备的形状因数减小时，从电子扬声器设备的电子设备产生的热量会导致热失控状态，从而损坏电子设备。为了管理从电子设备产生的热量，可以使用无源热控制系统。然而，关于防止热失控状态的同时保持减小的形状因数的有效且高效的无源热控制系统的设计和架构呈现出许多挑战。
技术实现思路
本文档描述了一种可以集成到电子扬声器设备中的无源热控制系统和关联电子扬声器设备。无源热控制系统使用将散热器和热界面材料(ThermalInterfaceMaterial：TIM)结合在一起的架构，以将热量从电子扬声器设备的发热电子设备传递到该电子扬声器设备的壳体部件。该壳体部件散发热量，以防止出现热失控状态。在一些方面中，描述了一种电子扬声器设备。该电子扬声器设备包括：壳体部件，该壳体部件可以形成扁形壳的一部分；大体椭圆形的声波导；以及大体椭圆形的印刷电路板(PCB)。PCB包括片上系统(SoC)集成电路(IC)设备和存储器IC设备。电子扬声器设备还包括无源热控制系统，以将SoCIC设备和存储器IC设备产生的热量传递到壳体。无源热控制系统包括与PCB热接触的第一散热器、与SoCIC设备和存储器IC设备热接触的第二散热器以及沿声波导的周边的一部分可折叠的第三散热器。在其他方面中，描述了一种用于无源地控制由安装到PCB的至少一个IC设备产生的热量的结构。该结构包括声波导，该声波导具有散热器，该散热器沿着该声波导的周边的一部分折叠，以使得该散热器的不同部分与该声波导的两个相反表面热接触。该结构还包括电磁干扰(EMI)屏蔽部，该屏蔽部附接到PCB并且围绕所述至少一个IC设备。该结构还包括第一TIM，该第一TIM(i)位于所述至少一个IC设备与散热器的第一部分之间；并且(ii)与所述至少一个IC设备和该散热器的第一部分热接触。该结构还包括第二TIM，该第二TIM(i)位于EMI屏蔽部与散热器的第二部分之间，并且(ii)与该EMI屏蔽部和该散热器的第二部分热接触。在附图和以下描述中阐述了一种或多种实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征和优点将是显而易见的。提供本
技术实现思路
以介绍在具体实施方式中进一步描述的主题。因此，读者不应认为该
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描述了基本特征，也不应认为该
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限制了所要求保护的主题的范围。附图说明下面描述用于电子扬声器设备的无源热控制系统和关联电子扬声器设备的一个或多个方面的细节。在图和附图的不同情况中使用相同的附图标记可以指示相似的元件。图1示出了具有根据一个或多个方面的示例电子扬声器设备的示例操作环境的细节。图2示出了根据一个或多个方面的电子扬声器设备的示例无源热控制系统的细节。图3示出了用作电子扬声器设备的无源热控制系统的一部分的示例TIM的细节。图4示出了散布热量并且将热量传递到电子扬声器设备的壳体部件的示例散热器的细节。图5示出了用于将热量从安装在印刷电路板上的电子设备传递到声波导的示例结构的细节。图6示出了可以是声波导的一部分的示例散热器的细节。图7示出了可以是声波导的一部分的另一个示例散热器的细节。具体实施方式本文档描述了一种可以集成到电子扬声器设备中的无源热控制系统和关联电子扬声器设备。该无源热控制系统使用将散热器和热界面材料结合在一起的架构，以将热量从电子扬声器设备的发热电子设备传递到该电子扬声器设备的壳体部件。该壳体部件然后散发热量，以防止出现热失控状态。通常，热传递是由于温度差而传输的能量。如果诸如电子扬声器设备的系统的设备之间存在一个或多个温度差，则热量(例如，以焦耳为单位的能量)将从较高的温度区域传递到较低的温度区域，以减小温度差。存在若干机制用于在系统的设备之间产生热传递以最小化温度差异，包括对流、辐射和传导。由于分子在诸如气体和液体的流体中运动而来自表面的对流或热传递可以通过以下公式(1)进行量化：qconv＝hA(Ts-T∞)(1)对于公式(1)，qconv表示通过对流而来自表面的热传递的速率(例如，以焦耳每秒或瓦特(W)为单位)，h表示对流热传递系数(例如，以W每平方米为单位(W/m2))，Ts表示表面的温度(例如，以开尔文(K)或摄氏度(℃)为单位)，而T∞代表该表面所暴露的流体的温度(例如，以K或℃为单位)。术语A表示表面的面积(例如，以m2为单位)。通过电磁辐射而来自表面的辐射或热传递可以通过以下公式(2)进行量化：对于公式(2)，qrad表示通过辐射而产生的热传递的速率(例如，以W为单位)，ε表示辐射率(无量纲)，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数(例如，σ＝5.67x10-8W/(m2·K4))，Ts表示表面的温度(例如，以K或℃为单位)，而Tsurr表示表面周围的温度(例如，以K或℃为单位)。术语A表示表面的面积(例如，以m2为单位)。通过原子和分子活动而通过固体的传导或热传递可以通过以下公式(3)进行量化：对于公式(3)，qcond表示固体材料中通过传导而产生的热传递的速率(例如，以W为单位)，k表示固体材料的热导率(例如，以W/(m·K)为单位)，而dT/dx表示通过固体材料的温度梯度(例如，K/m或℃/m)。术语A表示固体材料的横截面积(例如，以m2为单位)。在通过对流热传递机制、辐射热传递机制或传导热传递机制中的一个或多个而产生的从一个物理体到另一个物理体的热传递的情况下，这些物理体可以处于热接触中。在一些情况下，这可以包括主体之间或位于主体之间的材料(例如，TIM)之间的直接物理接触，从而使得能够在主体之间产生基于传导的热传递。在其他情况下，这可以包括在主体之间的空气间隙，该空气间隙使得能够在主体之间产生基于对流和/或基于辐射的热传递。电子扬声器设备可以包括无源热控制系统，该无源热控制系统使用上述热传递机制中的一个或多个传递热量。通常，根据公式(1)和(2)，可以通过增加或减少电子扬声器设备内对流和/或辐射的表面积(例如，增加或减小散热器的表面积)来改变热传递的速率和/或数量。根据公式(3)并且在无源热控制系统内，还可以通过在表面之间引入具有高热导率的一种或多种TIM来改变热传递的速率和/或量。通过传导、对流和/或辐射热传递机制，如上面的公式(1)-(3)所描述和量化的那样，无源热控制系统可以将源自于电子扬声器设备内的发热电子设备的热量传递至电子扬声器设备的壳体部件的内表面。然后，壳体部件的外表面可以通过对流和/或辐射将热量散发到外部环境，这有效地防止热失控状态。尽管可以在许多不同的环境和设备中实施所描述的用于电子扬声器设备的无源热控制系统和关联电子扬声器设备的特征和概念，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子扬声器设备，包括：/n壳体部件，所述壳体部件形成大体扁球形壳的一部分；/n声波导，所述声波导是大体平面的，并且具有大致椭圆的第一形状；/n印刷电路板，所述印刷电路板包括片上系统集成电路设备和存储器集成电路设备，所述印刷电路板是大体平面的，并且具有大致椭圆形的第二形状；以及/n无源热控制系统，所述无源热控制系统用以将由所述片上系统集成电路设备和所述存储器集成电路设备产生的热量传递到所述壳体部件，所述无源热控制系统包括：/n第一散热器，所述第一散热器与所述印刷电路板热接触；/n第二散热器，所述第二散热器与所述片上系统集成电路设备和所述存储器集成电路设备热接触；以及/n第三散热器，所述第三散热器与所述声波导热接触，所述第三散热器沿所述声波导的周边的一部分可折叠，以使所述第三散热器能够与所述声波导的两个相反表面接触。/n

【技术特征摘要】
20191014 US 62/914,891;20201007 US 17/065,2851.一种电子扬声器设备，包括：
壳体部件，所述壳体部件形成大体扁球形壳的一部分；
声波导，所述声波导是大体平面的，并且具有大致椭圆的第一形状；
印刷电路板，所述印刷电路板包括片上系统集成电路设备和存储器集成电路设备，所述印刷电路板是大体平面的，并且具有大致椭圆形的第二形状；以及
无源热控制系统，所述无源热控制系统用以将由所述片上系统集成电路设备和所述存储器集成电路设备产生的热量传递到所述壳体部件，所述无源热控制系统包括：
第一散热器，所述第一散热器与所述印刷电路板热接触；
第二散热器，所述第二散热器与所述片上系统集成电路设备和所述存储器集成电路设备热接触；以及
第三散热器，所述第三散热器与所述声波导热接触，所述第三散热器沿所述声波导的周边的一部分可折叠，以使所述第三散热器能够与所述声波导的两个相反表面接触。


2.根据权利要求1所述的电子扬声器设备，其中，所述无源热控制系统还包括导热凝胶材料，所述导热凝胶材料位于所述印刷电路板与所述第一散热器之间、并且与所述印刷电路板和所述第一散热器热接触。


3.根据权利要求1所述的电子扬声器装置，其中，安装有所述片上系统的印刷电路板的第一表面面向所述声波导。


4.根据权利要求3所述的电子扬声器装置，其中，与所述印刷电路板的所述第一表面相反的所述印刷电路板的第二表面包括音频放大器电感器。


5.根据权利要求1所述的电子扬声器装置，其中，所述第一散热器和所述第二散热器中的每一个均包括石墨材料和铜材料中的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的电子扬声器装置，其中，所述第三散热器包括沿所述声波导的周边的部分可折叠的单翼部。


7.根据权利要求6所述的电子扬声器装置，其中，所述第三散热器包括与所述壳体部件的内表面热接触的一个或多个翼部。


8.根据权利要求6所述的电子扬声器装置，其中，所述第三散热器包括石墨材料和铜材料中的一种或多种。


9.根据权利要求1所述的电子扬声器装置，其中，所述第三散热器包括沿所述声波导的周边的部分可折叠的双翼部。

【专利技术属性】
技术研发人员：伊哈卜·A·阿里，埃米尔·拉希姆，特鲁翁·豪·丛，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US